Úspora energie v biome Tundra

Na miestach, kde je nedostatok energie a zdrojov, musia organizmy nájsť spôsob, ako konkurovať alebo šetriť energiu, aby prežili. Energia v ekosystéme existuje v niekoľkých formách, vrátane tepelnej a svetelnej energie zo slnka; chemická energia v molekulách, ako sú cukry, tuky, bielkoviny a sacharidy; teplo vydávané organizmami počas metabolizmu a stratené do životného prostredia; a kinetická alebo pohybová energia. Úspora energie v ekosystéme môže zahŕňať rôzne stratégie na strane organizmov, vrátane minimalizácia strát tepla, ukladanie chemickej energie, maximalizácia zhromažďovania slnečnej energie a obmedzovanie pohyb.

Arktická tundra leží v regiónoch južne od severného pólu a severne od tajgy alebo boreálnych lesov, väčšinou medzi zemepisnými šírkami 55 až 70 stupňov severne. Niektoré miesta podobné tundre existujú aj v blízkosti Antarktídy, aj keď sú vždy pokryté snehom alebo ľadom a nie sú pravou tundrou. Z dôvodu naklonenia Zeme leží slnko nízko na obzore a jeho lúče musia pred dosiahnutím tundry prechádzať viac atmosféry, aby sa znížila celková slnečná energia. Letá v arktickej tundre sú krátke - iba 50 až 60 dní -, ale okolo slnovratu slnko svieti 24 hodín alebo takmer 24 hodín denne. V tom čase môže tundra prijímať toľko solárnej energie ako niektoré tropické oblasti. Zima sa však vlní dlho a tma a dni ubiehajú takmer bez slnka alebo slnko na pár hodín vychádza tesne nad obzorom.

Kvôli nízkemu slnečnému žiareniu a geografii je tundra v zime extrémne chladná (priemerne -30 stupňov F) a v lete býva chladná (37 až 54 stupňov F). Zrážky sú nízke - iba 4 až 10 palcov ročne - a zvyčajne padajú ako sneh alebo ľad. Trvalo zamrznutá podvrstva pôdy zvaná permafrost zhoršuje odtok a spomaľuje nízke teploty odparovanie a rozklad, toľko dostupnej energie a živín v tundre existuje v mŕtvej organickej látke na čom záleží. Počas letných období topenia sa objavujú močiare a množstvo kvitnúcich rastlín, rojov hmyzu a miliónov vtákov využíva prchavé obdobie tepla na zásobovanie potravinami. Pred návratom zimy niektoré vtáky a cicavce migrujú na juh, iné však zostanú znášať tmu a chladné teploty.

Rastliny tundry a iná vegetácia sa vyznačujú mnohými úpravami voči chladu, vetru a nízkej slnečnej energii. Bývajú malé a rastú nízko, aby získali teplo zo zeme, napríklad lišajníky a machy; majú tmavú farbu - niekedy červenú - aby lepšie absorbovali slnečné svetlo; koncentrujú väčšinu svojej biomasy a skladovanie potravín v koreňoch pod zemou, kde je teplejšie; môžu fotosyntetizovať alebo využívať slnečnú energiu pri nízkych teplotách a slabom osvetlení; niektoré, vrátane arktickej vŕby, majú listy „vlasmi“ zachytené v teple; a môžu rásť v zhlukoch alebo rohožiach, aby sa chránili pred vetrom a chladom, napríklad všívaným lomikameňom. Väčšina rastlín tundra sú trvalky namiesto jednoročných, listy si cez zimu nechávajú, aby šetrili energiu; a niektoré majú kvety v tvare misky, ktoré sledujú cestu slnka a koncentrujú slnečnú energiu. Rastliny tundry tiež urýchľujú proces rozmnožovania pučaním alebo delením namiesto pohlavného rozmnožovania, čo by vyžadovalo dlhšiu a časovo a energeticky náročnejšiu produkciu semien. Sneh tundry navyše pomáha izolovať rastliny od chladu a vetra.

Mnoho zvierat tundra šetrí tepelnú energiu prostredníctvom tvaru tela. Lemings a medvede sú napríklad krátke a zavalité s krátkymi chvostmi, ušami a končatinami; nízky pomer povrchu k objemu znamená, že telu uniká menej tepla. Cicavce tundry a niektoré vtáky majú na spodnej strane svojich nôh tiež silnú srsť alebo perie, viacvrstvové kožušiny, nepremokavé plášte alebo perie a / alebo perie alebo kožušinu na spodnej strane svojich nôh. Polárna líška omotáva okolo seba svoj huňatý chvost ako prikrývku, keď spí, a grizzly a ľadové medvede majú hrubú vrstvu tuku alebo tuku pod kožou, ktorú sa hromadením usilovne nahromadením počas krátkeho obdobia hromadia letá. Mnoho zvierat tundry má tmavú farbu, aby absorbovali slnečnú energiu, aj keď niektoré v zime zbelejú, aby sa lepšie vyhli predátorom. Je zaujímavé, že kožušina a koža ľadového medveďa nie sú v skutočnosti biele. Kožušina - ktorá je dutá a dobre izoluje - je jasná, odráža biele svetlo, ale umožňuje väčšinu slnečného žiarenia, ktoré je absorbované čiernou pokožkou. V zime medvede a arktické sysele šetria energiu tým, že idú spať do brlohov až na šesť až osem mesiacov, karibu zníži metabolizmus, pižmové voly obmedzujú ich činnosť a komáre nahrádzajú tekutiny v ich telách prírodným druhom nemrznúcej zmesi nazývanej glycerol, aby zabránili zmrazenie.